Android-Vold, Framework和UI的通信-大结局(12)

作者：gzshun. 原创作品，转载请标明出处！
来源：http://blog.csdn.net/gzshun

写了好几篇文章，花儿都快谢了，终于轮到Framework发挥领导的身份了，Framework作为界面与vold之间的桥梁，用户是Framework的大爷，那么Framework就是Vold的大哥大，Framework发出一个命令，Vold不敢不遵从，只能照着Framework的意思照办，千万不能出差错，不然Android就要丢大脸了，登不上三国争霸的舞台，iOS VS Android VS WP7？
在Framework里面，有一个目录是用来存放一些Java的系统服务，这些都在后台跑着，在：/android-2.2r2/frameworks/base/services/java/com/android/server目录下，比较重要的是这两个源文件：MountService.java和NativeDaemonConnector.java。
这里先列出在Vold中，VolumeCmd类处理的一些磁盘操作命令，这些命令均是有Framework下发的：
1.volume list：Framework先得到系统目前存在几个Volume对象，需要获取到这些对象的标签；
2.volume debug：设置USB调试模式
3.volume mount sdcard：挂载SD卡
4.volume unmount force：卸载SD卡
5.volume format sdcard：格式化SD卡
6.volume share sdcard ums：开启SD卡的OTG功能(大容量存储)，也就是连接电脑
7.volume unshare sdcard ums：关闭SD卡的OTG功能(大容量存储)
8.volume shared sdcard ums：获取目前OTG的开启状态，就是是否连接电脑的状态。
以下分别列出每个命令的下发函数，对Java不熟，但看得懂程序的流程，真是惭愧啊。

一、Framework磁盘管理服务的开启？

在NativeDaemonConnector服务里面，开始监听底层Vold发送过来的磁盘热插拔事件的状态信息，当收到底层广播上来的状态，调用MountService服务中的onDaemonConnected函数进行处理，当然这是开机第一次去获取信息的，也就是下发"volume list"命令。

[cpp] view plaincopy

1. public void run() {  
2.     while (true) {  
3.         try {  
4.             /*开始监听底层广播信息*/  
5.             listenToSocket();  
6.         } catch (Exception e) {  
7.             Slog.e(TAG, "Error in NativeDaemonConnector", e);  
8.             SystemClock.sleep(5000);  
9.         }  
10.     }  
11. }  
12. private void listenToSocket() throws IOException {  
13.     /*函数太长，以下是执行顺序*/  
14.     //连接SOCKET  
15.     socket.connect(address);  
16.     ->  
17.     /*调用该函数来处理下发"volume list"命令的反馈结果*/  
18.     mCallbacks.onDaemonConnected();  
19.     ->  
20.     /*处理磁盘的状态*/  
21.     mCallbacks.onEvent(code, event, tokens);  
22. }  

以上两个比较重要的函数在MountService当中，处理相当多的内容，源码太长。
下发volume list命令，Framework收到反馈值，将调用onDaemonConnected函数获取到了磁盘的标签，挂载点与状态，然后调用doGetShareMethodAvailable函数判断现在是否连接OTG，若连接OTG，那么调用doShareUnshareVolume函数下发otg连接命令(volume share sdcard ums)。

二、Vold与Framework如何通信？
onEvent主要是处理状态信息的解析，将每一种状态进行判断，并调用相应的操作函数。比如此时vold发送一个VolumeDiskInserted状态，意味着系统插入一个磁盘，于是onEvent就调用doMountVolume挂载函数进行下发命令(volume mount sdcard)。
在系统使用当中，用户可能会插入，移除，挂载，卸载，格式化磁盘，那么这儿多状态如何告诉Framework呢？之前已经说过，vold使用了setState函数来广播磁盘的状态消息，使得Framework能够及时地判断下发什么命令与操作。该函数在Volume.cpp源文件中，先贴出setState源码看看：

[cpp] view plaincopy

1. void Volume::setState(int state) {  
2.     char msg[255];  
3.     int oldState = mState;  
4.   
5.     if (oldState == state) {  
6.         SLOGW("Duplicate state (%d)\n", state);  
7.         return;  
8.     }  
9.   
10.     mState = state;  
11.   
12.     SLOGD("Volume %s state changing %d (%s) -> %d (%s)", mLabel,  
13.          oldState, stateToStr(oldState), mState, stateToStr(mState));  
14.     snprintf(msg, sizeof(msg),  
15.              "Volume %s %s state changed from %d (%s) to %d (%s)", getLabel(),  
16.              getMountpoint(), oldState, stateToStr(oldState), mState,  
17.              stateToStr(mState));  
18.   
19.     mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeStateChange,  
20.                                          msg, false);  
21. }  

可以看到，setState函数将磁盘的label，mountpoint，oldstate，statestr，newstate，statestr消息通知给Framework，这样Framework就知道vold中SD卡的新旧状态。然后调用通过SocketListener类继承下来的sendBroadcast函数广播消息，反馈码是ResponseCode::VolumeStateChange，代表状态改变的消息。
这里可能有个疑问，vold广播这么多消息，Framework是如何分清哪条消息是代表哪一类的反馈消息呢？
广播消息在开头使用了ResponseCode类提供的一些状态反馈码，每一类消息都用一个反馈码，这样Framework的MountService服务能够很快的判断出类型。之前的文章说过了，这里列出几个重要的反馈码：

[cpp] view plaincopy

1. static const int VolumeStateChange         = 605;//磁盘状态改变的反馈码  
2. static const int ShareAvailabilityChange   = 620;//OTG状态改变的反馈码  
3. static const int VolumeDiskInserted        = 630;//插入磁盘的反馈码  
4. static const int VolumeDiskRemoved         = 631;//移除磁盘的反馈码  
5. static const int VolumeBadRemoval          = 632;//没有安全删除地移除磁盘的反馈码。  

setState函数只负责磁盘状态改变的广播，其他插入磁盘或者移除磁盘的都是直接调用sendBroadcast函数来广播，这里贴出插拔事件的广播函数：

[cpp] view plaincopy

1. void DirectVolume::broadcastDiskAdded()  
2. {  
3.     setState(Volume::State_Idle);  
4.   
5.     char msg[255];  
6.   
7.     snprintf(msg, sizeof(msg), "Volume %s %s disk inserted (%d:%d)",  
8.              getLabel(), getMountpoint(), mDiskMajor, mDiskMinor);  
9.     mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeDiskInserted, msg, false);  
10. }  

三、下发操作命令？

volume mount sdcard:

[cpp] view plaincopy

1. public int mountVolume(String path) {  
2.     validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS);  
3.   
4.     waitForReady();  
5.     return doMountVolume(path);  
6. }  

volume unmount force:

[cpp] view plaincopy

1. public void unmountVolume(String path, boolean force) {  
2.     validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS);  
3.     waitForReady();  
4.   
5.     String volState = getVolumeState(path);  
6.     if (DEBUG_UNMOUNT) Slog.i(TAG, "Unmounting " + path + " force = " + force);  
7.     if (Environment.MEDIA_UNMOUNTED.equals(volState) ||  
8.             Environment.MEDIA_REMOVED.equals(volState) ||  
9.             Environment.MEDIA_SHARED.equals(volState) ||  
10.             Environment.MEDIA_UNMOUNTABLE.equals(volState)) {  
11.         // Media already unmounted or cannot be unmounted.  
12.         // TODO return valid return code when adding observer call back.  
13.         return;  
14.     }  
15.     UnmountCallBack ucb = new UnmountCallBack(path, force);  
16.     mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage(H_UNMOUNT_PM_UPDATE, ucb));  
17. }  

volume format sdcard:

[cpp] view plaincopy

1. public int formatVolume(String path) {  
2.     validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_FORMAT_FILESYSTEMS);  
3.     waitForReady();  
4.   
5.     return doFormatVolume(path);  
6. }  

volume share sdcard ums
volume unshare sdcard ums:

[cpp] view plaincopy

1. private void doShareUnshareVolume(String path, String method, boolean enable) {  
2.     // TODO: Add support for multiple share methods  
3.     if (!method.equals("ums")) {  
4.         throw new IllegalArgumentException(String.format("Method %s not supported", method));  
5.     }  
6.   
7.     try {  
8.         mConnector.doCommand(String.format(  
9.                 "volume %sshare %s %s", (enable ? "" : "un"), path, method));  
10.     } catch (NativeDaemonConnectorException e) {  
11.         Slog.e(TAG, "Failed to share/unshare", e);  
12.     }  
13. }  

volume shared sdcard ums:

[cpp] view plaincopy

1. private boolean doGetVolumeShared(String path, String method) {  
2.     String cmd = String.format("volume shared %s %s", path, method);  
3.     ArrayList<String> rsp;  
4.   
5.     try {  
6.         rsp = mConnector.doCommand(cmd);  
7.     } catch (NativeDaemonConnectorException ex) {  
8.         Slog.e(TAG, "Failed to read response to volume shared " + path + " " + method);  
9.         return false;  
10.     }  
11.   
12.     for (String line : rsp) {  
13.         String[] tok = line.split(" ");  
14.         if (tok.length < 3) {  
15.             Slog.e(TAG, "Malformed response to volume shared " + path + " " + method + " command");  
16.             return false;  
17.         }  
18.   
19.         int code;  
20.         try {  
21.             code = Integer.parseInt(tok[0]);  
22.         } catch (NumberFormatException nfe) {  
23.             Slog.e(TAG, String.format("Error parsing code %s", tok[0]));  
24.             return false;  
25.         }  
26.         if (code == VoldResponseCode.ShareEnabledResult) {  
27.             return "enabled".equals(tok[2]);  
28.         } else {  
29.             Slog.e(TAG, String.format("Unexpected response code %d", code));  
30.             return false;  
31.         }  
32.     }  
33.     Slog.e(TAG, "Got an empty response");  
34.     return false;  
35. }  

在Framework中的磁盘管理部分，也涉及到很多代码，源码太多，只贴出比较重要的功能模块代码。

四、UI的处理
从vold走到了Framework，最后一层就是UI，是用户操作磁盘的界面。有Android手机的哥们儿都知道，在设置里面可以挂载，卸载与格式化SD卡。当然这图形界面不是咱擅长的，需要Java的功底与XML，那边主要就是界面的实现。
UI的源码路径是：/android-2.2r2/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/deviceinfo/Memory.java
我们可以发现，在Android手机的设置界面，或者主页面，只要插入SD卡或者移除SD卡，都会有相应的提示，

1.这些磁盘状态是如何与UI通信的呢？
在MountService服务中，每次改变状态，都会调用updatePublicVolumeState函数，从意思上看，可以理解成：更新一个公用的磁盘状态。这个函数就是起到了这么一个作用，这会设置到Environment类中的一个变量中，这样UI就能够取到磁盘的状态。

2.UI是如何调用Framework中的函数的？
前面有提到过，UI想要调用Framework中的MountService服务中的函数，比如以注册的方式来得到调用操作磁盘函数的权限。以下贴出UI中，Memory.java源码中注册MountService磁盘操作函数的方法：

[cpp] view plaincopy

1. private synchronized IMountService getMountService() {  
2.    if (mMountService == null) {  
3.        /*调用了getService函数来注册"mount"服务的操作权限*/  
4.        IBinder service = ServiceManager.getService("mount");  
5.        if (service != null) {  
6.            mMountService = IMountService.Stub.asInterface(service);  
7.        } else {  
8.            Log.e(TAG, "Can't get mount service");  
9.        }  
10.    }  
11.    return mMountService;  
12. }  

来看一个挂载SD卡的操作函数，就知道如何来调用Framework系统服务的函数：

[cpp] view plaincopy

1. private void mount() {  
2.     /*先注册*/  
3.     IMountService mountService = getMountService();  
4.     try {  
5.         if (mountService != null) {  
6.             /*挂载SD卡*/  
7.             mountService.mountVolume(Environment.getExternalStorageDirectory().toString());  
8.         } else {  
9.             Log.e(TAG, "Mount service is null, can't mount");  
10.         }  
11.     } catch (RemoteException ex) {  
12.     }  
13. }  

3.UI获取SD卡的当前状态
在第一点已经解释过了，这里再仔细的说明下：
SD卡的状态是这样获取到的：
Vold  (setState)--> 
MountService  (onEvent)--> 
MountService  (updatePublicVolumeState)--> 
UI  (getExternalStorageState)

Vold调用setState函数广播SD卡的状态，Framework的MountService服务通过onEvent函数收到该状态消息，调用updatePublicVolumeState函数设置到Environment中的一个变量中，UI再通过Environment.getExternalStorageState函数获取到最新状态，于是UI调用updateMemoryStatus函数将最新状态设置到界面，这样用户就能看到状态的改变。
(用户都会发现，挂载或卸载SD卡，状态由挂载变为卸载需要一小段时间，这中间就是经过这些处理来得到的，包括上层发送命令->底层解析命令调用相应函数->操作完成后发送操作结果->最后将SD卡的最新状态广播给Framework，并设置到UI。这中间涉及到很多东西，再加上Java虚拟机的速度，于是界面就有一个停顿的时间)。
以下贴出UI状态的更新代码：

[cpp] view plaincopy

1. private void updateMemoryStatus() {  
2.     String status = Environment.getExternalStorageState();  
3.     String readOnly = "";  
4.     if (status.equals(Environment.MEDIA_MOUNTED_READ_ONLY)) {  
5.         status = Environment.MEDIA_MOUNTED;  
6.         readOnly = mRes.getString(R.string.read_only);  
7.     }  
8.   
9.     mSdFormat.setEnabled(false);  
10.   
11.     if (status.equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) {  
12.         try {  
13.             File path = Environment.getExternalStorageDirectory();  
14.             StatFs stat = new StatFs(path.getPath());  
15.             long blockSize = stat.getBlockSize();  
16.             long totalBlocks = stat.getBlockCount();  
17.             long availableBlocks = stat.getAvailableBlocks();  
18.               
19.             mSdSize.setSummary(formatSize(totalBlocks * blockSize));  
20.             mSdAvail.setSummary(formatSize(availableBlocks * blockSize) + readOnly);  
21.   
22.             mSdMountToggle.setEnabled(true);  
23.             mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_eject));  
24.             mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_eject_summary));  
25.   
26.         } catch (IllegalArgumentException e) {  
27.             // this can occur if the SD card is removed, but we haven't received the   
28.             // ACTION_MEDIA_REMOVED Intent yet.  
29.             status = Environment.MEDIA_REMOVED;  
30.         }  
31.           
32.     } else {  
33.         mSdSize.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_unavailable));  
34.         mSdAvail.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_unavailable));  
35.   
36.   
37.         if (status.equals(Environment.MEDIA_UNMOUNTED) ||  
38.             status.equals(Environment.MEDIA_NOFS) ||  
39.             status.equals(Environment.MEDIA_UNMOUNTABLE) ) {  
40.             mSdFormat.setEnabled(true);  
41.             mSdMountToggle.setEnabled(true);  
42.             mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_mount));  
43.             mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_mount_summary));  
44.         } else {  
45.             mSdMountToggle.setEnabled(false);  
46.             mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_mount));  
47.             mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_insert_summary));  
48.         }  
49.     }  
50.   
51.     File path = Environment.getDataDirectory();  
52.     StatFs stat = new StatFs(path.getPath());  
53.     long blockSize = stat.getBlockSize();  
54.     long availableBlocks = stat.getAvailableBlocks();  
55.     findPreference("memory_internal_avail").setSummary(formatSize(availableBlocks * blockSize));  
56. }  

五、好聚好散
终于将Android系统磁盘管理的这部分给over了，现在我深深地敬佩系统设计人员，他们都是非凡的人才，再次感谢谷歌对Android社区的贡献。先不说谷歌有没有对Android的开源，或者一些专利的事，但在我眼里，Google是非常强大的公司，向他学习，没错的。
三争IT天下：    Google   VS  Microsoft  VS  Apple.
三分智能领域：Android  VS  WP7         VS  iOS.